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    5G基站信號(hào)能發(fā)射多遠(yuǎn)?萬米高空的飛機(jī)能接收到信號(hào)嗎?

    2021-04-08 13:34:16

    隨著5G加速建設(shè),地面上的5G基站越來越多,如果能把地面上的5G信號(hào)朝天上發(fā)射,手機(jī)在飛機(jī)能接收到信號(hào)不就可以正常上網(wǎng)通話了嗎?

    一般來說,在密集城區(qū),基站的覆蓋范圍也就是幾百米,在偏遠(yuǎn)地區(qū)幾公里也就到頭了,怎么看也不像有覆蓋到萬米的能力。在 5G 建網(wǎng)時(shí),到底需要多少基站,需要先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。網(wǎng)規(guī)主要從兩方面考慮:容量和覆蓋。

    1、何為5G容量?

    所謂容量,就是要服務(wù)一片區(qū)域,滿足所有人的上網(wǎng)需求的話,需要多少基站才行。由于每個(gè)基站的容量是一定的,因此必然能從容量的維度算出來一個(gè)基站數(shù)量。要正常覆蓋一個(gè)大城市,所需的地面基站可能就得好幾萬個(gè)。

    2、何為5G覆蓋?

    所謂覆蓋,就是基站發(fā)射的信號(hào)在經(jīng)歷過空間傳播損耗,各種樹木遮擋,障礙物反射折射,最終可以被你的手機(jī)接收到,并且手機(jī)發(fā)射的信號(hào)也能成功被基站接收到的最大距離。

    一般基站相對(duì)手機(jī)來說,是一個(gè)龐然大物,信號(hào)的發(fā)射功率也遠(yuǎn)強(qiáng)于手機(jī),因此理論上可以發(fā)射地非常遠(yuǎn)。比如,很多城市在用的電視塔,其實(shí)也相當(dāng)于一個(gè)超大號(hào)的基站,由于功率大,高度高,一個(gè)塔就可以覆蓋整個(gè)城市。

    如果把基站的天線對(duì)準(zhǔn)天上發(fā)射信號(hào),沒有任何遮擋,傳播損耗相對(duì)較小,信號(hào)的傳播范圍將更為廣闊。這就是純粹的視距直線傳播。并且天上的飛機(jī)是比較稀疏的,乘客數(shù)量也不多,同時(shí)上網(wǎng)的人就更少了,因此天空覆蓋時(shí),需要考慮的是覆蓋而非容量。

    如圖所示,從基站的高度向地球作切線,并延長(zhǎng)該線直到和飛機(jī)在天上的巡航高度相同,便得到了基站的天空覆蓋半徑:d=d1+d2。

    假如飛機(jī)的巡航高度為 1.2 萬米的話,一個(gè)地對(duì)空基站的覆蓋半徑理論上可達(dá) 400 公里。再考慮些余量的話,十幾個(gè)基站就可以覆蓋一條航線,覆蓋全國(guó)也只需幾百個(gè)站點(diǎn)。

    而這里還有問題需要考慮,基站可以把信號(hào)發(fā)射地那么遠(yuǎn),但手機(jī)只有區(qū)區(qū)一百多克,接收能力非常弱雞,能收到來自數(shù)百公里之外的基站信號(hào)嗎?通信是雙向的,下行重要,上行也非常關(guān)鍵。5G 手機(jī)的發(fā)射功率最多也就 0.4 瓦,發(fā)出的信號(hào)能夠穿梭數(shù)百公里到達(dá)基站嗎?

    其實(shí)是不行的。手機(jī)在飛機(jī)上不但收不到基站的信號(hào),發(fā)出的信號(hào)基站也是不可能收到的。

    如果想要在飛機(jī)上順暢代發(fā)代收信息,需要通過飛機(jī)進(jìn)行改造,給機(jī)腹部裝上高增益天線,就可以從數(shù)百公里之外的基站你來我往的相互通信了。

    飛機(jī)收到基站信號(hào)后,通過CPE的裝備把5G信號(hào)裝換成WiFi信號(hào),這樣所有乘客都能連接WiFi上網(wǎng)了。用戶的上行數(shù)據(jù)匯聚到CPE上,再轉(zhuǎn)為5G信號(hào),通過機(jī)載天線發(fā)送出去,由地面的基站接收處理,達(dá)成了比特生命的閉環(huán)。

    如果要實(shí)現(xiàn)萬米高空暢享5G,需要通過一系列對(duì)空覆蓋技術(shù)才能讓地面基站覆蓋天空。5G 的發(fā)展本身就是一個(gè)長(zhǎng)期演進(jìn)的過程, 相信在未來5G會(huì)切切實(shí)實(shí)服務(wù)于我們?nèi)粘5挠镁W(wǎng)需求,甚至催生更多新鮮的終端設(shè)備,我們的生活?yuàn)蕵泛凸ぷ鞣绞綄?huì)發(fā)生翻天覆地的變化。


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